Was ist Ton?

Licht und Ton sind beide Wellen. Was ist Schall und wie breitet er sich als Welle aus?

Schall ist eigentlich eine Druckwelle. Normalerweise ist das Medium Luft. Das Medium trägt dann die Störung in Form von oszillierenden und sich ausbreitenden Druckwellen.

Die Frequenz der Wellen ist abhängig von der Frequenz der Schwingungsquelle. Wenn die Frequenz der Vibrationsquelle hoch ist, hat die Schallwelle auch eine hohe Frequenz. Die Geräusche, die wir hören, von der Stimme der Person direkt neben Ihnen über die Musik Ihrer iPod-Kopfhörer bis hin zum krachenden Geräusch von zerbrochenem Glas, stammen alle von einer vibrierenden Quelle.

Während sich die Schallwellen durch ein Medium ausbreiten, wechselt der Druck in einem lokalisierten Bereich des Mediums zwischen Kompressionen und Verdünnungen (oder Dekompressionen). Wenn also zu einem Zeitpunkt ein Bereich im Medium komprimiert wird, wird erwartet, dass die angrenzenden Bereiche entlang der Ausbreitungslinie Verdünnungen erfahren.

Dann erfährt die betreffende Region im Laufe der Zeit eine Verdünnung, während die angrenzenden Regionen Kompressionen unterliegen. Wenn daher kein Medium vorhanden ist, können die Kompressionen und Verdünnungen nicht auftreten.

Wie hört man nun Geräusche? Denken Sie daran, wie eine Quelle vibrieren muss, um eine Schallwelle zu erzeugen, und wie ein vibrierendes Medium (z. B. Luft) existieren muss, damit sich die Schallwelle ausbreiten kann? Auf die gleiche Weise muss der Empfänger des Tons etwas haben, das vibrieren kann, um den vom vibrierenden Medium übertragenen Ton zu „interpretieren“.

Bei unseren Ohren dienen unsere Trommelfelle als Empfänger. Wenn die vibrierende Luft unser Trommelfell erreicht, vibriert auch unser Trommelfell. Das Trommelfell überträgt diese Schwingungen dann auf winzige Knochen im Mittelohr usw., bis sie das Innenohr erreichen, wo die oszillierenden Drücke in elektrische Signale umgewandelt und an das Gehirn gesendet werden.

Unsere Ohren sind empfindlich gegenüber Vibrationen zwischen 20 und 20.000 Hz. Normalerweise können Frequenzen, die höher oder niedriger als der angegebene Bereich sind, von unserem Hörsystem nicht verarbeitet werden. Kleine Kinder können jedoch etwas höhere Frequenzen hören. Das heißt, der Bereich, für den wir empfindlich sind, nimmt mit zunehmendem Alter ab.

Wir haben einige Artikel im Space Magazine, die sich auf Sound beziehen. Hier sind zwei davon:

  • Hyperschall
  • Überschall

Geschwindigkeit der Tonreferenzen, die Ihnen von der NASA zur Verfügung gestellt wurden. Hier sind die Links:

  • Schallgeschwindigkeit
  • Variablen, die die Schallgeschwindigkeit beeinflussen

Müde Augen? Lassen Sie sich zur Abwechslung von Ihren Ohren beim Lernen helfen. Hier sind einige Folgen von Astronomy Cast, die genau Ihrem Geschmack entsprechen könnten:

  • Das US Space Shuttle
  • Interferometrie

Quellen:
Universität von Indiana
Wikipedia

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